第二节应用广泛的高分子材料

有机高分子化合物制成的材料就是有机高分子材料。一、有机高分子的分类及命名

有机高分子材料天然

有机高分子材料合成

有机高分子材料棉花、麻羊毛、蚕丝（简称有机合成材料）【按来源分类】塑料合成纤维合成橡胶黏合剂涂料当前第1页\共有32页\编于星期三\8点合成材料【按用途和性能分类】合成高分子材料功能高分子材料复合材料塑料合成纤维合成橡胶黏合剂涂料高分子分离膜液晶高分子导电高分子医用高分子高吸水性树脂三大合成材料当前第2页\共有32页\编于星期三\8点二、高分子化合物的结构特点高分子化合物通常结构并不复杂，往往由简单的结构单元重复连接而成；如聚乙烯中：当前第3页\共有32页\编于星期三\8点【按结构分类】高分子化合物线型高分子支链型高分子体型高分子网状结构(体型)当前第4页\共有32页\编于星期三\8点根据结构中链节连接方式分类，可以有线型结构和体型结构，线性结构又可分为带支链和不带支链的结构。当前第5页\共有32页\编于星期三\8点合成高分子线型支链型－热固型热塑型加工成型后受热不再熔化可反复加工，多次使用能溶解在适当的有机溶剂里不易溶解，只有一定程度的胀大网状结构体型当前第6页\共有32页\编于星期三\8点三、高分子合成材料——塑料分类：热塑性塑料——如聚乙烯热固性塑料——如酚醛树脂当前第7页\共有32页\编于星期三\8点树脂是指未经加工处理的、没有与各种添加剂混合的聚合物塑料＝树脂＋添加剂树脂的本性决定了塑料的主要基本性能，添加剂也起重要作用

塑料一般由合成树脂及增塑剂、防老化剂、润滑剂、色料等添加剂组成，它的主要成分是合成树脂。塑料是指添加了特定用途的添加剂的树脂当前第8页\共有32页\编于星期三\8点

常见塑料：聚乙烯高压聚乙烯低压聚乙烯合成条件分子结构类型有无支链高分子链长短相对分子质量高压高温引发剂较低压力催化剂线型支链型√少有或没有相对较长相对较短相对较小相对较大当前第9页\共有32页\编于星期三\8点高压聚乙烯低压聚乙烯熔融温度密度硬度分子间作用力用途低密度相对较低相对较小相对较小相对较高高密度相对较大相对较大高或低密度的聚乙烯均可溶解于适当的有机溶剂中低密度聚乙烯LDPE高密度聚乙烯HDPE食品包装袋等薄膜制品瓶、桶、板、管、棒材等当前第10页\共有32页\编于星期三\8点【思考】高压聚乙烯为什么比低压聚乙烯的熔点低、密度低？为什么高分子化合物具有一定的弹性？影响高分子化合物熔点、密度的因素：高分子链越长——相对分子质量越大——分子间的作用力越大——熔点、密度越高高压聚乙烯主链比低压聚乙烯短，相对分子质量小链与链之间越密——链之间的作用力越大——熔点、密度越高

高压聚乙烯主链带有长短不一的支链，支链结构有碍碳碳单键的旋转和链之间的接近，链之间的作用力比低压聚乙烯低，熔点和密度也就较低。（参看P106教材）高分子链之间的作用力与链的长短有关熔沸点还与高分子链之间的疏密远近有关当前第11页\共有32页\编于星期三\8点◆聚氯乙烯（PVC）化学稳定性好，耐酸碱腐蚀，使用温度不宜超过60℃，在低温下会变硬分为：软质塑料和硬质塑料单体:CH2=CHCl当前第12页\共有32页\编于星期三\8点◆聚苯乙烯单体：CH2=CHC6H5当前第13页\共有32页\编于星期三\8点聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）单体：CH2=CCH3COOCH3当前第14页\共有32页\编于星期三\8点◆聚四氟乙烯单体：CF2＝CF2人们给聚四氟乙烯冠以“塑料王”的美称。当前第15页\共有32页\编于星期三\8点【科学视野】可降解高分子材料【光降解】有一种方法是在高分子化合物的分子链的一定距离之间添加光敏基团，它们被曝晒在阳光下，光敏基团就吸收辐射而使高分子化合物在此断裂，断裂以后的碎片是比较容易被生物降解的。【微生物降解】另一种方法是在高分子化合物中引入一些基团，使它适合某些微生物的口味，这些微生物能使高分子化合物的长链分子断裂为小碎片，小碎片进一步降解就比较容易了。当前第16页\共有32页\编于星期三\8点（1）组成：用酚类（如苯酚）与醛类（如甲醛）在酸或碱的催化下相互缩合而成的高分子化合物。（2）形成：在酸催化下，等物质的量的苯酚与甲醛反应，苯酚邻位或对位的氢原子与甲醛的羰基加成生成邻（或对位）羟甲基苯酚，然后羟甲基苯酚之间相互脱水缩合成线型结构高分子。酚醛树脂（电木）当前第17页\共有32页\编于星期三\8点

─OHOH—C—H=+H+─OH─CH2OHnH+OH—CH2[]OH—CH2OHnHOH+（n-1）H2O【思考与交流】为什么用碱性催化生成的酚醛树脂能形成网状结构？你能画出酚醛树脂的部分网状结构吗？羟甲基苯酚当前第18页\共有32页\编于星期三\8点酚醛树脂局部结构当前第19页\共有32页\编于星期三\8点在碱催化下，等物质的量的苯酚与甲醛或过量的甲醛与苯酚反应，生成羟甲基苯酚、二羟甲基苯酚、三羟甲基苯酚等，然后加热继续反应，就可以生成网状结构的酚醛树脂。—OHCH2OHCH2OHHOCH22，4，6-三羟甲基苯酚2，4-二羟甲基苯酚OHCH2OHCH2OH当前第20页\共有32页\编于星期三\8点酚醛树脂反应物：酚类＋醛类苯酚＋甲醛酚醛树脂（电木）酸催化－线型碱催化－网状结构（体型）具热塑性，能溶于一些有机溶剂中具热固性，不溶于任何溶剂当前第21页\共有32页\编于星期三\8点四、合成纤维1、纤维分类纤维棉花蚕丝、麻羊毛合成纤维——用石油、天然气、煤和农副产品等不含天然纤维的物质为原料，经过化学合成和加工制得的纤维天然纤维——用木材等为原料经加工处理的。人造纤维化学纤维人造丝、人造棉【区别】纤维与纤维素一样吗?当前第22页\共有32页\编于星期三\8点纤维天然合成涤纶丙纶锦纶棉花羊毛（简称有机合成材料）维纶腈纶氯纶合成纤维包括聚酯（涤纶）、聚酰胺（尼龙）、聚烯烃（腈纶、维纶、丙纶、氯纶）。当前第23页\共有32页\编于星期三\8点HOCH2CH2OH[]nH+（2n-1）H2OHO

OC--COOCH2CHO对苯二甲酸和乙二醇缩聚合成涤纶的化学方程式HOOC--COOHHOOC--COOH+HOCH2CH2OH合成纤维中目前产量占第一位的是聚酯纤维——涤纶【化学名】聚对苯二甲酸乙二醇酯nn催化剂当前第24页\共有32页\编于星期三\8点五、合成橡胶1、橡胶分类橡胶天然橡胶合成橡胶三叶树胶（顺）杜仲树胶（反）丁苯橡胶顺丁橡胶合成天然橡胶氯丁橡胶乙丙橡胶硅橡胶丁腈橡胶合成橡胶于20世纪开始出现，40年代得到迅速发展。当前第25页\共有32页\编于星期三\8点丁苯橡胶氯丁橡胶通用橡胶当前第26页\共有32页\编于星期三\8点硅橡胶特种橡胶当前第27页\共有32页\编于星期三\8点橡胶是一类具有弹性的物质，当施以外力时形状将发生改变，去除外力又恢复原来的形状。共同点：各种高聚物分子中均存在不饱和键2、性质：耐磨、耐寒、耐油、耐热、耐燃、耐腐蚀性、耐老化等方面有着其独特的优势。橡胶的相对分子质量比塑料、合成纤维都要高，一般在105—106范围内。当前第28页\共有32页\编于星期三\8点顺丁橡胶：弹性高、耐磨、耐寒性好，可在寒冷地带使用，主要用于制造轮胎、胶鞋、胶带等。产量居世界第二位1，3-丁二烯为原料，在催化剂存在下，得到顺式聚1，3-丁二烯的线型结构。nCH2=CH-CH=CH2催化剂C=CCH2CH2HHn12341423分子链较柔软，具有较好的弹性当前第29页\共有32页\编于星期三\8点14催化剂nCH2=CH-CH=CH2C=CCH2CH2HHn123423硫化剂的作用是打开顺式聚1，3-丁二烯的双键，以-S-S-键将顺丁橡胶的线型结构连接为网状结构，得到既有弹性又有强度的橡胶。但交联程度不宜过大，否则会失去弹性。当前第30页\共有32页\编于星期三\8点【科学视野】天然橡胶有几种？它们的结构有何不同？两种：巴西三叶橡胶（顺式）、杜仲胶（反式）天然橡胶的主要成分是聚异戊二烯，根据天然橡胶的结构特点，说说它的性质可能有哪些不足？如：橡胶遇到下列物质各发生什么反应？

A、Br2水B、K